人教版 (2019)必修 第二册化工生产中的重要非金属元素单元综合与测试免费同步练习题

本章复习提升

易混易错练

易错点1　混淆SO2的漂白性与还原性

1.()下列能证明SO2具有漂白性的是(　　)

A.酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失

B.加入酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体后红色消失

C.品红溶液中通入SO2气体后红色消失

D.溴水中通入SO2气体后橙色消失

易错点2　SO2和CO2的鉴别与除杂

2.()CO2气体中含有少量SO2,欲得到纯净、干燥的CO2,通过如图所示的洗气瓶,①②两瓶中所装的试剂分别是(　　)

A.①饱和NaHCO3溶液;②浓硫酸

B.①NaOH溶液;②浓硫酸

C.①浓硫酸;②NaOH溶液

D.①浓硫酸;②Na2CO3溶液

易错点3　误认为金属钝化是金属未发生反应

3.()已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,则下列有关说法正确的是(　　)

A.X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性

B.若A为铁,则室温下A不会在X中溶解,不发生反应

C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水中,一定可以观察到白色沉淀产生

D.工业上,B转化为D的反应条件为400~500 ℃、常压、使用催化剂

易错点4　忽视酸性条件下N具有强氧化性

4.()下列说法不正确的是(　　)

A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解

B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性

C.铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2N Cu2++2NO2↑+2H2O

D.HNO3→NO→NO2,以上各步变化均能通过一步实现

5.(2019湖南衡阳一中高一上期末,)下列离子在溶液中能大量共存的是(　　)

A.N、Ba2+、Cl-、C 

B.Cl-、N、Fe2+、H+

C.K+、Na+、S、Mn 

D.Na+、H+、N、HC

易错点5　忽略硫酸浓度对反应的影响

6.()将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液中氢离子浓度为0.1 mol·L-1,则下列叙述错误的是(　　)

A.气体A为SO2和H2的混合物

B.气体A中SO2与H2的体积比为5∶1

C.反应中共消耗Zn 97.5 g

D.反应中共转移电子3 mol

7.()下列有关浓硫酸的叙述正确的是(　　)

①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化　②浓硫酸与铜加热反应后,铜片有剩余,硫酸完全反应　③浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化　④浓硫酸与铜加热反应后,铜片有剩余,向反应后的溶液中再加入铁片,会有氢气生成　⑤浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体　⑥浓硫酸与铁加热反应后,铁片有剩余,生成的气体除水蒸气外只有SO2　⑦浓硫酸具有强氧化性,常温下能与Cu发生剧烈反应　⑧浓硫酸具有强氧化性,SO2具有还原性,所以浓硫酸不能干燥SO2　⑨向5 mL 18 mol·L-1的浓硫酸中加入足量Cu并加热使其充分反应,被还原的H2SO4和生成的SO2气体均小于0.045 mol

A.①②⑤　　　　 B.①④⑨

C.⑥⑦⑧                   D.③④⑨

易错点6　混淆常见含硅材料的生产原料和主要成分

8.(2020四川广安高一开学考试,)下列有关硅及其化合物的叙述错误的是(　　)

A.水晶、玛瑙、电子芯片等主要成分都是SiO2

B.水玻璃是制备硅胶和木材防火剂的原料

C.碳化硅俗称金刚砂,可用作砂纸和砂轮的磨料

D.水泥、玻璃、陶瓷是三大传统硅酸盐产品,都是混合物

思想方法练

守恒思想在含氮化合物相关计算中的应用

1.()将11.2 g的Mg、Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中,收集反应产生的气体X(假定产生的气体全部逸出)。再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液,产生21.4 g沉淀。根据题意推断气体X的成分可能是(　　)

A.0.3 mol NO2和0.3 mol NO

B.0.2 mol NO2和0.1 mol N2O4

C.0.6 mol NO

D.0.1 mol NO、0.2 mol NO2和0.05 mol N2O4

2.(2019山西太原期末,)将14 g铁粉溶于1 L稀硝酸中恰好完全反应,放出标准状况下4.48 L NO气体(假设是唯一还原产物),则原溶液中硝酸的浓度为(　　)

A.1.0 mol·L-1　　 B.0.4 mol·L-1

C.0.6 mol·L-1　 D.0.8 mol·L-1

3.()将Mg和Cu的合金2.64 g,投入适量的稀HNO3中恰好反应,固体全部溶解时,收集的还原产物为NO,体积为0.896 L(标准状况下),向反应后的溶液中加入2 mol·L-1 NaOH溶液60 mL时,金属离子恰好完全沉淀,则形成沉淀的质量为(　　)

A.4.32 g B.4.68 g

C.5.36 g D.6.38 g

4.()在标准状况下,将O2和NO2按体积比1∶4充满一干燥的烧瓶,将烧瓶倒置于水中,瓶内液面逐渐上升。最后烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度是(　　)

A.0.045 mol·L-1 B.0.036 mol·L-1

C.0.026 mol·L-1 D.0.028 mol·L-1

5.()将22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为(深度解析)

A.NO2 B.N2O3

C.N2O D.N2O4

6.()向10 mL浓度均为3 mol·L-1的HNO3与H2SO4的混合溶液中加入1.92 g铜,充分反应后,设溶液体积仍为10 mL,则产生的气体在标准状况下的体积为(　　)

A.0.448 L B.0.224 L

C.0.336 L D.无法求解

7.(2019湖南、江西十四校联考,)向25 mL 12.0 mol·L-1浓硝酸中加入足量的铜,充分反应后共收集到标准状况下2.24 L NO和NO2的混合气体(不考虑NO2与N2O4的相互转化),则参加反应的铜的质量为(　　)

A.3.2 g B.6.4 g

C.12.8 g D.19.2 g

8.()向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是(　　)

A.a表示Fe3+的关系曲线

B.n1=0.75

C.P点时,n(Fe2+)=0.562 5 mol

D.向P点溶液中加入铜粉,最多可溶解14.4 g

9.(2020贵州贵阳质检,)Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物,这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液,反应过程及有关数据如图所示。

下列有关判断正确的是(　　)

A.若铜片为51.2 g,则生成0.2 mol NaNO3

B.常温下,Cu遇浓硝酸发生钝化,不可能发生上述反应

C.标准状况下收集的氮氧化物为20.16 L

D.反应过程中生成的NaNO2是氧化产物

10.()下图表示铁与不同浓度硝酸反应时,硝酸还原产物分布与硝酸溶液浓度的关系,下列说法不正确的是　(　　)

A.一般来说,不同浓度硝酸与铁反应的还原产物不是单一的

B.用一定量的铁粉与足量的9.75 mol·L-1 HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L,则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol

C.硝酸的浓度越大,其还原产物中高价态的成分越多

D.当硝酸浓度为12.2 mol·L-1时,反应的化学方程式为4Fe+18HNO3 4Fe(NO3)3+3NO↑+3NO2↑+9H2O

答案全解全析

易混易错练

1.C　酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失,溴水中通入SO2气体后橙色消失都体现的是SO2的还原性;加入酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体后红色消失是因为SO2气体与NaOH反应,使碱性减弱;SO2气体通入品红溶液后红色消失证明SO2具有漂白性。

2.A　SO2与碳酸氢钠溶液反应生成亚硫酸钠、二氧化碳和水,除去了SO2杂质,且CO2不与碳酸氢钠溶液反应,再通过浓硫酸干燥CO2,A正确;CO2、SO2都与氢氧化钠溶液反应,因此①中试剂不能使用氢氧化钠溶液,B错误;CO2能够与氢氧化钠溶液反应,最终收集不到CO2,C错误;碳酸钠溶液能够与CO2反应,除杂试剂不能使用碳酸钠溶液,且干燥装置应该放在除杂装置之后,D错误。

3.D　由题意知X为浓硫酸。浓硫酸使蔗糖变黑主要体现了其脱水性,A错误;浓硫酸在室温下使Fe钝化,发生了化学反应,B错误;CO2通入少量澄清石灰水中生成可溶于水的Ca(HCO3)2,C错误;工业上SO2与O2反应生成SO3的条件为400~500 ℃、常压、使用催化剂,D正确。

4.A　在稀硫酸中加入Cu(NO3)2固体后,Cu能和H+、N发生反应:3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O,所以铜粉会溶解,A错误;使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3,NH3溶于水后溶液显碱性,B正确;Cu与浓HNO3反应生成NO2,C正确;Cu与稀硝酸反应时,还原产物为NO,NO可与O2反应生成NO2,D正确。

5.C　Ba2+与C反应产生碳酸钡沉淀而不能大量共存,A错误;N、H+与Fe2+发生氧化还原反应而不能大量共存,B错误;K+、Na+、S、Mn各离子之间相互不反应,能大量共存,C正确;H+与HC反应生成二氧化碳和水而不能大量共存,D错误。

6.B　根据题中信息可知,硫酸过量。反应消耗的H2SO4为(18.5×0.1-×1) mol=1.8 mol,若生成的气体A仅为SO2,SO2在标准状况下的体积应为×22.4 L=20.16 L≠33.6 L,故不可能全是SO2气体,随着H2SO4浓度变小,锌与稀硫酸反应会生成H2,A项正确。设生成的SO2为x mol,H2为y mol,则x+y==1.5。设参加反应的Zn为a mol,根据得失电子守恒有2x+2y=2a,解得a=1.5,故消耗Zn的质量为1.5 mol×65 g·mol-1=97.5 g,C项正确。反应中转移电子的物质的量为2a mol=3 mol,D项正确。生成x mol SO2所消耗的H2SO4为2x mol,生成y mol H2所消耗的H2SO4为y mol,故2x+y=1.8,x+y=1.5,解得x=0.3,y=1.2,所以SO2与H2的体积比为1∶4,B项错误。

易错警示　本题易错之处是忽视H2SO4的氧化性会随着浓度减小而发生变化,还原产物会由二氧化硫变为氢气,先写出两个反应的化学方程式,再根据数据列式进行计算。

7.B　Cu和浓硫酸在加热条件下发生反应,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变成稀硫酸,稀硫酸不与铜反应,但能与铁反应放出H2,②⑥⑦错误,④正确;浓硫酸使蔗糖炭化,表现其脱水性,③错误;浓硫酸中的硫为+6价,二氧化硫中的硫为+4价,无中间价态,二者不反应,浓硫酸可以干燥SO2,⑧错误;浓硫酸变成稀硫酸后与Cu不再反应,被还原的H2SO4和生成的SO2均小于0.045 mol,⑨正确。

8.A　电子芯片中主要成分为硅单质,A错误;水玻璃可用于制备木材防火剂,水玻璃与强酸反应可制备硅胶,B正确;碳化硅俗称金刚砂,其硬度很大,可用作砂纸和砂轮的磨料,C正确;传统三大硅酸盐产品为水泥、玻璃、陶瓷,均属于混合物,D正确。

思想方法练

1.D　根据质量守恒,金属完全溶解后再加入氢氧化钠溶液时生成氢氧化物沉淀,且镁、铜均为二价金属,当11.2 g金属最终转变为21.4 g氢氧化物沉淀时,质量增加10.2 g,该质量为OH-的质量,由此可得n(OH-)=0.6 mol,即金属单质在被氧化的过程中失去电子的物质的量为0.6 mol。由HNO3生成0.3 mol NO2时,转移电子为0.3 mol,生成0.3 mol NO时,转移电子为0.9 mol,两者之和为1.2 mol,A错误;生成0.2 mol NO2和0.1 mol N2O4时,转移电子为(0.2+0.1×2) mol=0.4 mol,B错误;生成0.6 mol NO时,转移电子为1.8 mol,C错误;生成0.1 mol NO、0.2 mol NO2和0.05 mol N2O4,转移电子为(0.3+0.2+0.05×2) mol=0.6 mol,D正确。

2.D　14 g Fe为0.25 mol,标准状况下4.48 L NO的物质的量为0.20 mol,被还原的HNO3为0.20 mol,生成这些NO转移电子为0.60 mol。设Fe被氧化成的Fe2+的物质的量为x mol,则根据得失电子守恒可知,2x+3(0.25-x)=0.60,x=0.15,即n(Fe2+)=0.15 mol,n(Fe3+)=0.10 mol,反应后溶液中所含的n(N)=0.15 mol×2+0.10 mol×3=0.6 mol,参与反应的HNO3共为(0.6+0.2) mol=0.8 mol,故选D。

3.B　形成沉淀的变化可表示为M→M(OH)2(M代表Mg、Cu),即最终生成的沉淀质量就是原金属质量加上结合的OH-的质量,而n(OH-)=n(NaOH)=2 mol·L-1×60×10-3 L=0.12 mol,质量为2.04 g;所以沉淀质量为2.64 g+2.04 g=4.68 g。

4.B　O2+4NO2+2H2O 4HNO3,由该化学方程式可以看出1体积的氧气与4体积的二氧化氮恰好可以完全与水反应,将烧瓶倒置于水中后,最终水将充满整个烧瓶,溶液的体积就是烧瓶的体积,假设烧瓶体积为1 L,NO2气体的物质的量为≈0.036 mol,根据氮原子守恒可知,HNO3物质的量为0.036 mol,所以最后烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度为0.036 mol/L,故选B。

5.A　氮氧化合物与铜粉反应生成CuO和N2,结合题中气体体积和阿伏加德罗定律可推知该氮的氧化物分子中只含有一个氮原子,结合选项知A正确。

归纳提升　本题表面上考查了氧化还原反应和阿伏加德罗定律及元素化合物知识,核心是利用原子守恒进行分析,意在考查学生利用守恒思想对数据进行处理的能力。

6.A　n(Cu)==0.03 mol,n(H+)=3 mol·L-1×0.01 L×1+3 mol·L-1×0.01 L×2=0.09 mol,n(N)=3 mol·L-1×0.01 L=0.03 mol,

3Cu　+　8H+　+　2N 3Cu2++2NO↑+4H2O

 3 mol　　 8 mol　　　 2 mol

 0.03 mol　 0.09 mol　 0.03 mol

由此可知Cu完全反应,H+和N过量,由反应的离子方程式进行计算:

n(NO)==0.02 mol,V(NO)=0.02 mol×22.4 L·mol-1=0.448 L。

7.B　硝酸的总物质的量为0.3 mol,其中被还原的HNO3为0.1 mol,反应后溶液中所含的N为0.2 mol,则反应所得溶液中含有的n(Cu2+)=0.1 mol,即参加反应的铜为0.1 mol,质量为6.4 g。

8.C　该反应可以看作两步:①Fe+4H++N Fe3++NO↑+2H2O,硝酸根过量,氢离子不足;②2Fe3++Fe 3Fe2+。a表示Fe3+的关系曲线,A正确;溶液中共有3 mol H+参加反应,消耗铁为0.75 mol,B正确;P点n(Fe2+)=n(Fe3+),二者均为0.45 mol,C错误;剩余0.45 mol Fe3+,消耗0.225 mol铜,质量为14.4 g,D正确。

9.A　分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化,即Cu→Cu2+,HNO3→NaNO2,51.2 g Cu的物质的量为0.8 mol,共失去电子0.8 mol×2=1.6 mol,由得失电子守恒可知HNO3得到1.6 mol电子,故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol,由Na原子守恒可得另一种产物NaNO3的物质的量为0.2 mol,A正确;常温下,Cu能与浓硝酸反应,B错误;部分NO2会转化为N2O4,而NO2、N2O4在标准状况下都不是气体,C错误;反应过程中生成的NaNO2来自以下反应:NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH NaNO2+NaNO3+H2O,前一反应中的NaNO2既是氧化产物又是还原产物,后一反应中的NaNO2则是还原产物,D错误。

10.B　根据题图可知,不同浓度的硝酸与铁反应的还原产物有多种,因此一般来说,硝酸与铁反应的还原产物不是单一的,A正确;参加反应的硝酸包括被还原的和没有被还原的(转化为硝酸铁),因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1 mol,B错误;根据题图可知随着硝酸浓度的增大,NO2的含量增大,说明硝酸的浓度越大,其还原产物中高价态的成分越多,C正确;根据图像可知当硝酸浓度为12.2 mol·L-1时还原产物是NO、NO2,且其物质的量相等,D正确。